Redisson分布式锁源码解析、集群环境存在的问题

一、使用Redisson步骤

Redisson各个锁基本所用Redisson各个锁基本所用Redisson各个锁基本所用

二、源码解析

lock锁

1) 基本思想:

lock有两种方法 一种是空参 另一种是带参

* 空参方法:会默认调用看门狗的过期时间30*1000(30秒)

* 然后在正常运行的时候,会启用定时任务调用重置时间的方法(间隔为开门看配置的默认过期时间的三分之一,也就是10秒)

* 当出现错误的时候就会停止续期,直到到期释放锁或手动释放锁

* 带参方法:手动设置解锁时间,到期后自动解锁,或者业务完成后手动解锁,不会自动续期

源码:

Lock

调用lockInterruptibly()方法会默认传入lease 为-1,该值再后面起作用

java 复制代码
  public void lockInterruptibly(long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        //获取该锁的过期时间,如果该锁没被持有,会返回一个null,如果被持有 会返回一个过期时间
        Long ttl = this.tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);
        if (ttl != null) {
            //ttl不为null,说明锁已经被抢占了
            RFuture<RedissonLockEntry> future = this.subscribe(threadId);
            this.commandExecutor.syncSubscription(future);

            try {
                //开始循环获取锁
                while(true) {
                    //刚进如循环先尝试获取锁,获取成功返回null,跳出循环,获取失败,则继续往下走
                    ttl = this.tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);
                    if (ttl == null) {
                        return;
                    }

                    if (ttl >= 0L) {
                        //如果过期时间大于0,则调用getLatch
                        // 返回一个信号量,开始进入阻塞,阻塞时长为上一次锁的剩余过期时长,并且让出cup
                        //有阻塞必然有唤醒,位于解锁操作中
                        this.getEntry(threadId).getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                    } else {
                        this.getEntry(threadId).getLatch().acquire();
                    }
                }
            } finally {
                this.unsubscribe(future, threadId);
            }
        }
    }
java 复制代码
    private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, final long threadId) {
        //如果leaseTime != -1,即不等于默认值,则表示手动设置了过期时间
        if (leaseTime != -1L) {
            return this.tryLockInnerAsync(leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
        } else {
            //如果leaseTime = -1,表示使用默认方式,即使用看门狗默认实现自动续期
            RFuture<Long> ttlRemainingFuture = this.tryLockInnerAsync(this.commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(), TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);

            ttlRemainingFuture.addListener(new FutureListener<Long>() {
                public void operationComplete(Future<Long> future) throws Exception {
                    //如果tryLockInnerAsync执行成功
                    if (future.isSuccess()) {
                        //获取过期时间
                        Long ttlRemaining = (Long)future.getNow();
                        //过期时间为空,表示加锁成功
                        if (ttlRemaining == null) {
                            //开启刷新重置过期时间步骤
                            RedissonLock.this.scheduleExpirationRenewal(threadId);
                        }

                    }
                }
            });
            return ttlRemainingFuture;
        }
    }
java 复制代码
        //  lua脚本尝试抢占锁,失败返回锁过期时间
    <T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {
        this.internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);
        //直接使用lua脚本发起命令
        //通过lua脚本可以看出,redisson加锁除了使用自定义的名字以外,还要使用uuid
        // 加上当前线程的threadId组合,以自定义名字作hash的key,使用
        return this.commandExecutor.evalWriteAsync(this.getName(), LongCodec.INSTANCE, command,
                //如果该锁未被占有,则设置锁,设置过期时间,过期时间为 internalLockLeaseTime ,然后返回null
                "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[2], 1); redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);return nil; end; " +
                        //如果锁已经被占有,判断是否是重入锁,如果是重入锁,则将value增加1 ,代表重入,并且设置过期时间,返回null。

                        "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); return nil; end; " +
                        //如果已经被站有所,且不是重入锁,则返回过期时间
                        "return redis.call('pttl', KEYS[1]);",
                Collections.singletonList(this.getName()), new Object[]{this.internalLockLeaseTime, this.getLockName(threadId)});
    }

看门狗续命

java 复制代码
        //看门狗续命机制
    private void scheduleExpirationRenewal(final long threadId) {
        //首先会判断该线程是否已经再重置时间的map中,仅仅第一次进来是空的。
        if (!expirationRenewalMap.containsKey(this.getEntryName())) {
            //使用了看门狗默认的时间(30秒) 除以3 ,也就是延迟10秒后执行
            Timeout task = this.commandExecutor.getConnectionManager().newTimeout(new TimerTask() {
                public void run(Timeout timeout) throws Exception {
                    //判断是否该线程是否还持有锁,如果持有,返回1,并且设置过期时间,如果没持有,返回0
                    RFuture<Boolean> future = RedissonLock.this.commandExecutor.evalWriteAsync(RedissonLock.this.getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
                            "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); return 1; end; return 0;",
                            Collections.singletonList(RedissonLock.this.getName()), new Object[]{RedissonLock.this.internalLockLeaseTime, RedissonLock.this.getLockName(threadId)});
                    future.addListener(new FutureListener<Boolean>() {
                        public void operationComplete(Future<Boolean> future) throws Exception {
                            //从map中移除该线程,这样下次再调用该方法仍然可以执行
                            RedissonLock.expirationRenewalMap.remove(RedissonLock.this.getEntryName());
                            if (!future.isSuccess()) {
                                RedissonLock.log.error("Can't update lock " + RedissonLock.this.getName() + " expiration", future.cause());
                            } else {
                                if ((Boolean)future.getNow()) {
                                    //当lua脚本返回1表是true,也就是仍然持有锁,则递归调用该方法,
                                    RedissonLock.this.scheduleExpirationRenewal(threadId);
                                }

                            }
                        }
                    });
                }
            }, this.internalLockLeaseTime / 3L, TimeUnit.MILLISECONDS);
            if (expirationRenewalMap.putIfAbsent(this.getEntryName(), task) != null) {
                task.cancel();
            }

        }
    }

2、unlock

源码

java 复制代码
    public RFuture<Void> unlockAsync(final long threadId) {
        final RPromise<Void> result = new RedissonPromise();
        //调用lua脚本释放锁
        RFuture<Boolean> future = this.unlockInnerAsync(threadId);
        future.addListener(new FutureListener<Boolean>() {
            public void operationComplete(Future<Boolean> future) throws Exception {
                if (!future.isSuccess()) {
                    result.tryFailure(future.cause());
                } else {
                    Boolean opStatus = (Boolean)future.getNow();
                    //如果锁状态为null,表示存在异常,为正常释放锁之前,被别人占领锁了
                    if (opStatus == null) {
                        IllegalMonitorStateException cause = new IllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: " + RedissonLock.this.id + " thread-id: " + threadId);
                        result.tryFailure(cause);
                    } else {
                        //如果返回0.为false 表示可重入锁,不取消重置过期时间,
                        //返回1 为true,表示已解锁,取消重置过期时间
                        if (opStatus) {
                            RedissonLock.this.cancelExpirationRenewal();
                        }
                        //解锁
                        result.trySuccess((Object)null);
                    }
                }
            }
        });
        return result;
    }
java 复制代码
    protected RFuture<Boolean> unlockInnerAsync(long threadId) {
        return this.commandExecutor.evalWriteAsync(this.getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
                //当key不存在,表示锁未被持有,说明不用解锁了,返回1 ,1在后续表示取消重置过期时间
                "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); return 1; end;" +
                        //key存在,但是持有锁的线程不是当前线程,返回null,后面会提出一个异常
                "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then return nil;end; " +
                        //锁状态-1后仍然大于0,表示可重入锁,仍处于锁定状态,返回0,0在后续表示 不做处理,仍然重置过期时间
                "local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); if (counter > 0) then redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); return 0; " +
                        //返回锁状态不大于0,正常解锁,返回1,1在后续表示取消重置过期时间
                        "else redis.call('del', KEYS[1]); redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); return 1; end; " +
                "return nil;", Arrays.asList(this.getName(), this.getChannelName()), new Object[]{LockPubSub.unlockMessage, this.internalLockLeaseTime, this.getLockName(threadId)});
    }

三、集群环境下潜在问题

在Redis主从架构+哨兵模式的环境下,业务系统已经成功获取了锁,redis写入数据,但是正要往从库上存数据时,发生主库宕机的情况,从库在哨兵的选举下成为了主库,而另外一个业务请求再次需要获取锁,会直接访问到新的主库,而此时新主库是没有锁信息的,此时就会出现业务重复的情况。

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